湖北水利水电职业技术学院 教师授课教案 课程名称:水利水电工程施工技术 00年至200年第学期第 次课 授课班级:03级水工 编制日期 课题(章节):第九章混凝土建筑物施工 9.1砂石骨料生产 传授主要知识点 毛料开采、骨料加固、骨料加工厂、骨料的堆存 传授主要技能点 解骨料制备的基本方法 教学步骤安排:1、复习上节课内容 2、讲述砂石骨料生产 3、小结本次课内容 授课方式 课堂讲授 2、多媒体演示 3、介绍典型的施工实例 教学手段: 板书、多媒体、相关施工图片 作业布置情况 利用课后习题进行练习,巩固知识,补充习题 课后分析与小结 教师签名 页
教师签名： 第 1 页 湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至 200 年第 学期第 30 次课 授课班级： 03 级水工 编制日期： 年 月 日 课题（章节）： 第九章 混凝土建筑物施工 9.1 砂石骨料生产 传授主要知识点： 毛料开采、 骨料加固、 骨料加工厂、骨料的堆存 传授主要技能点： 了解骨料制备的基本方法 教学步骤安排： 1、复习上节课内容 2、讲述砂石骨料生产 3、小结本次课内容 授课方式： 1、课堂讲授 2、多媒体演示 3、介绍典型的施工实例 教学手段： 板书、多媒体、相关施工图片 作业布置情况： 利用课后习题进行练习，巩固知识，补充习题。 课后分析与小结：
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第10章混凝土建筑物施工 第一节砂石骨料生产 砂石骨料是混凝土的最基本组成材料,水工混凝土工程对砂石骨料的需要量相当大,质量要求高, 般在施工现场制备 大中型水利工程根据砂石骨料来源的不同,可将骨料生产分为三种基本类型 (1)天然骨料即在河床中开挖天然砂砾料(毛料),经冲洗筛分而形成砾石和砂, (②)人工骨料即用爆破开采块石,经破碎、冲洗、筛分、磨制而成碎石和人工砂。 (3)组合骨料即以天然骨料为主、人工骨料为辅配合使用 砂石骨料生产过程包括开采、运输、加工和贮存。 、毛料开采 毛料开采应根据施工组织设计安排的料场顺序开采。开采方法有: 1、水下开采 在河床或河滩开采天然砂砾料,一般使用链斗式采砂船开采,配套砂驳作水上运输至岸边,然后用皮 带机上岸,最后组织陆路运输至骨料加工厂毛料堆场 2、陆上开采 陆上一般采用正铲、反铲、索铲开采,用自卸汽车、列车、皮带机等运至骨料加工厂毛料堆场 3、山场开采 人工骨料的毛料,一般在山场进行爆破开采,也可利用岩基开挖的石渣,但要求原岩质地坚硬,符合 规范要求。爆破方式可采用洞室爆破或深孔爆破,用正铲、反铲或装载机装碴,用上述设备运至骨料加工 厂毛料堆场。 骨料加工 从料场开采的毛料不能直接用于拌制混凝土,需要通过破碎、筛分、冲洗等加工过程,制成符合级配 要求、除去杂质的各级粗、细骨料。 (一)破碎 为了将开采的石料破碎到规定的粒径,往往需要经过几次破碎才能完成。因此,通常将骨料破碎过程 分为粗碎(将原石料破碎到300~τom)、中碎(破碎到70~20mm)和细碎(破碎到20~1mm三种, 骨料用碎石杋进行破碎。碎石机的类型有颚式碎石机、锥式碎石机、辊式碎石机和锤式碎石机等。 1、颚式碎石机 又称为夹板式碎石机,其构造如图10-1所示。它的破碎槽由两块颚板(一块固定,另一块可以摆动) 构成,颚板上装有可以更换的齿状钢板。工作时,由传动装置带动偏心轮作用使活动颚板左右摆动,破碎 槽即可一开一合,将进入的石料轧碎,从下端出料口漏出 教师签名 第_3页
教师签名： 第 3 页 第 10 章 混凝土建筑物施工 第一节 砂石骨料生产 砂石骨料是混凝土的最基本组成材料，水工混凝土工程对砂石骨料的需要量相当大,质量要求高，一 般在施工现场制备。 大中型水利工程根据砂石骨料来源的不同，可将骨料生产分为三种基本类型： (1)天然骨料 即在河床中开挖天然砂砾料(毛料)，经冲洗筛分而形成砾石和砂。 (2)人工骨料 即用爆破开采块石，经破碎、冲洗、筛分、磨制而成碎石和人工砂。 (3)组合骨料 即以天然骨料为主、人工骨料为辅配合使用。 砂石骨料生产过程包括开采、运输、加工和贮存。 一、毛料开采 毛料开采应根据施工组织设计安排的料场顺序开采。开采方法有： 1、水下开采 在河床或河滩开采天然砂砾料，一般使用链斗式采砂船开采，配套砂驳作水上运输至岸边，然后用皮 带机上岸，最后组织陆路运输至骨料加工厂毛料堆场。 2、陆上开采 陆上一般采用正铲、反铲、索铲开采，用自卸汽车、列车、皮带机等运至骨料加工厂毛料堆场。 3、山场开采 人工骨料的毛料，一般在山场进行爆破开采，也可利用岩基开挖的石渣，但要求原岩质地坚硬，符合 规范要求。爆破方式可采用洞室爆破或深孔爆破，用正铲、反铲或装载机装碴，用上述设备运至骨料加工 厂毛料堆场。 二、骨料加工 从料场开采的毛料不能直接用于拌制混凝土，需要通过破碎、筛分、冲洗等加工过程，制成符合级配 要求、除去杂质的各级粗、细骨料。 (一)破碎 为了将开采的石料破碎到规定的粒径，往往需要经过几次破碎才能完成。因此，通常将骨料破碎过程 分为粗碎(将原石料破碎到 300～7Omm)、中碎(破碎到 70～20mm)和细碎(破碎到 20～lmm)三种。 骨料用碎石机进行破碎。碎石机的类型有颚式碎石机、锥式碎石机、辊式碎石机和锤式碎石机等。 1、颚式碎石机 又称为夹板式碎石机，其构造如图 10-1 所示。它的破碎槽由两块颚板(一块固定，另一块可以摆动) 构成，颚板上装有可以更换的齿状钢板。工作时，由传动装置带动偏心轮作用使活动颚板左右摆动，破碎 槽即可一开一合，将进入的石料轧碎，从下端出料口漏出
颚式碎石机 1、4活动颚板:2偏心轴:3撑板 5固定颚板:6、7调节用楔形机构 L 图10-1 按照活动颚板的摆动方式,颚式碎石机又分为简单摆动式和复杂摆动式两种,其工作原理如图10-2 复杂摆动式的活动颚板上端直接挂在偏心轴上,其运动含左右摆动和上下摆动两个方向,故破碎效果较好, 产品粒径较均匀,生产率较高,但颚板的磨损较快 颚式碎石机工作原理 (a)简单摆动式:(b)复杂摆动式 1固定颚板:2活动颚板 悬挂点: 悬挂点轨迹 图10-2 颚式碎石机结构简单,工作可靠,维修方便,适用于对坚硬石料进行粗碎或中碎。但成品料中针片状 含量较多,活动颚板需经常更换 2、锥式碎石机 它的破碎室由内、外锥体之间的空隙构成。活动的内锥体装在偏心主轴上,外锥体固定在机架上, 图10-3所示。工作时,由传动装置带动主轴旋转,使内锥体作偏心转动,将石料碾压破碎并从破碎室下 端出料槽滑出 教师签名 第_4页
教师签名： 第 4 页 图 10-1 按照活动颚板的摆动方式，颚式碎石机又分为简单摆动式和复杂摆动式两种，其工作原理如图 10-2。 复杂摆动式的活动颚板上端直接挂在偏心轴上，其运动含左右摆动和上下摆动两个方向，故破碎效果较好， 产品粒径较均匀，生产率较高，但颚板的磨损较快。 图 10-2 颚式碎石机结构简单，工作可靠，维修方便，适用于对坚硬石料进行粗碎或中碎。但成品料中针片状 含量较多，活动颚板需经常更换。 2、锥式碎石机 它的破碎室由内、外锥体之间的空隙构成。活动的内锥体装在偏心主轴上，外锥体固定在机架上，如 图 10-3 所示。工作时，由传动装置带动主轴旋转，使内锥体作偏心转动，将石料碾压破碎并从破碎室下 端出料槽滑出
锥式碎石机 1球形铰;2偏心主轴:3内锥体;4外锥体 5出料滑板:6伞齿及传动装置 图10-3 锥式碎石机是一种大型碎石杋械,碎石效果好,破碎的石料较方正,生产率高,单位产品能耗低,适 用于对坚硬石料进行中碎或细碎。但其结构复杂,体形和重量都较大,安装维修不方便。 3、辊式碎石机和锤式碎石机 辊式碎石机是用两个相对转动的滚轴轧碎石块,锤式碎石机是用带锤子的圆盘在回转时击碎石块。适 用于破碎软的和脆的岩石,常担任骨料细碎任务 (二)筛分与冲洗 筛分是将天然或人工的混合砂石料,按粒径大小进行分级。冲洗是在筛分过程中清除骨料中夹杂的泥 土。骨料筛分作业的方法有机械和人工两种。大中型工程一般采用机械筛分。 (1)偏心轴振动筛。又称为偏心筛,其构造如图10-4所示。它主要由固定机架、活动筛架、筛网、偏 心轴及电动机等组成。筛网的振动,是利用偏心轴旋转时的惯性作用,偏心轴安装在固定机架上的一对滚 珠轴承中,由电动机通过皮带轮带动,可在轴承中旋转。活动筛架通过另一对滚珠轴承悬装在偏心轴上。 筛架上装有两层不同筛孔的筛网,可筛分三级不同粒径的骨料。偏心筛适用于筛分粗、中颗粒,常担任第 道筛分任务。 (a)构造简图 (b)工作原理 1活动筛架;2筛架上的轴承;3偏心轴 4弹簧:5固定机架:6皮带轮 7筛网;8平衡轮:9平衡块:10电动机 教师签名 页
教师签名： 第 5 页 图 10-3 锥式碎石机是一种大型碎石机械，碎石效果好，破碎的石料较方正，生产率高，单位产品能耗低，适 用于对坚硬石料进行中碎或细碎。但其结构复杂，体形和重量都较大，安装维修不方便。 3、辊式碎石机和锤式碎石机 辊式碎石机是用两个相对转动的滚轴轧碎石块，锤式碎石机是用带锤子的圆盘在回转时击碎石块。适 用于破碎软的和脆的岩石，常担任骨料细碎任务。 (二)筛分与冲洗 筛分是将天然或人工的混合砂石料，按粒径大小进行分级。冲洗是在筛分过程中清除骨料中夹杂的泥 土。骨料筛分作业的方法有机械和人工两种。大中型工程一般采用机械筛分。 (1)偏心轴振动筛。又称为偏心筛，其构造如图 10-4 所示。它主要由固定机架、活动筛架、筛网、偏 心轴及电动机等组成。筛网的振动，是利用偏心轴旋转时的惯性作用，偏心轴安装在固定机架上的一对滚 珠轴承中，由电动机通过皮带轮带动，可在轴承中旋转。活动筛架通过另一对滚珠轴承悬装在偏心轴上。 筛架上装有两层不同筛孔的筛网，可筛分三级不同粒径的骨料。偏心筛适用于筛分粗、中颗粒，常担任第 一道筛分任务
图10-4 (②)惯性振动筛。又称为惯性筛,其枃造如图105所示。它的偏心轴(或带偏心块的旋转轴)安装在活 动筛架上,筛架与固定杋架之间用板簧相联。筛网振动靠的是筛架上偏心轴的惯性作用 2 二- 惯性振动筛 (a)构造简图;(b)工作原理 1筛网:2筛架上的偏心轴:3调整振幅用的配重盘: 4消振板簧:5电动机 图10-5 惯性筛的特点是弹性振动,振幅小,随来料多少而变化,容易因来料过多而堵塞筛孔,故要求来料均 匀。适用于中、细颗粒筛分。 (3)自定中心筛。是惯性筛上的一种改进形式。它在偏心轴上配偏心块,使之与轴偏心距方向相差180°, 还在筛架上另设皮带轮工作轴(中心线)。工作时向上和向下的离心力保持动力平衡,工作轴位置基本不变 皮带轮只作回转运动,传给固定机架的振动力较小,皮带轮也不容易打滑和损坏。这种筛因皮带轮中心基 本不变,故称为自定中心筛。 在筛分的同时,一般通过筛网上安装的几排带喷水孔的压力水管,不断对骨料进行冲洗,冲洗水压应 大于0.2MPa 在骨料筛分过程中,由于筛孔偏大,筛网磨损、破裂等因素,往往产生超径骨料,即下一级骨料中混 入的上一级粒径的骨料。相反,由于筛孔偏小或堵塞、喂料过多、筛网倾角过大等因素,往往产生逊径骨 料,即上一级骨料中混入的下一级粒径的骨料。超径和逊径骨料的百分率(按重量计)是筛分作业的质量控 制指标。要求超径石不大于5%,逊径石不大于10% (三)制砂 粗骨料筛洗后的砂水混合物进入沉砂池(箱),泥浆和杂质通过沉砂池(箱)上的溢水口溢出,较重的砂 颗粒沉入底部,通过洗砂设备即可制砂。常用的洗砂设备是螺旋洗砂机,其结构如图10-6所示。它是一 个倾斜安放的半圆形洗砂槽,槽内装有1~2根附有螺旋叶片的旋转主轴。斜槽以18-~20·的倾斜角安放 低端进砂,高端进水。由于螺旋叶片的旋转,使被洗的砂受到搅拌,并移向高端出料口,洗涤水则不断从 高端通入,污水从低端的溢水口排出 教师签名 6页
教师签名： 第 6 页 图 10-4 (2)惯性振动筛。又称为惯性筛，其构造如图 10-5 所示。它的偏心轴(或带偏心块的旋转轴)安装在活 动筛架上，筛架与固定机架之间用板簧相联。筛网振动靠的是筛架上偏心轴的惯性作用。 图 10-5 惯性筛的特点是弹性振动，振幅小，随来料多少而变化，容易因来料过多而堵塞筛孔，故要求来料均 匀。适用于中、细颗粒筛分。 (3)自定中心筛。是惯性筛上的一种改进形式。它在偏心轴上配偏心块，使之与轴偏心距方向相差 180。， 还在筛架上另设皮带轮工作轴(中心线)。工作时向上和向下的离心力保持动力平衡，工作轴位置基本不变。 皮带轮只作回转运动，传给固定机架的振动力较小，皮带轮也不容易打滑和损坏。这种筛因皮带轮中心基 本不变，故称为自定中心筛。 在筛分的同时，一般通过筛网上安装的几排带喷水孔的压力水管，不断对骨料进行冲洗，冲洗水压应 大于 0.2MPa。 在骨料筛分过程中，由于筛孔偏大，筛网磨损、破裂等因素，往往产生超径骨料，即下一级骨料中混 入的上一级粒径的骨料。相反，由于筛孔偏小或堵塞、喂料过多、筛网倾角过大等因素，往往产生逊径骨 料，即上一级骨料中混入的下一级粒径的骨料。超径和逊径骨料的百分率(按重量计)是筛分作业的质量控 制指标。要求超径石不大于 5%，逊径石不大于 10%。 (三)制砂 粗骨料筛洗后的砂水混合物进入沉砂池(箱)，泥浆和杂质通过沉砂池(箱)上的溢水口溢出，较重的砂 颗粒沉入底部，通过洗砂设备即可制砂。常用的洗砂设备是螺旋洗砂机，其结构如图 10-6 所示。它是一 个倾斜安放的半圆形洗砂槽，槽内装有 1～2 根附有螺旋叶片的旋转主轴。斜槽以 18。～20。的倾斜角安放， 低端进砂，高端进水。由于螺旋叶片的旋转，使被洗的砂受到搅拌，并移向高端出料口，洗涤水则不断从 高端通入，污水从低端的溢水口排出
螺旋式洗砂机 洗砂槽:2带螺旋叶片的旋转轴:3驱动机构; 4螺旋叶片:5皮带机(净砂出口);6加料口 7清水注入口:8污水溢出口 图10-6 当天然砂数量不足时,可采用棒磨机制备人工砂。将小石投入装有钢棒的棒磨机滚筒内,靠滚筒旋转 带动钢棒挤压小石而成砂 三、骨料加工厂 把骨料破碎、筛分、冲洗、运输和堆放等一系列生产过程集中布置,称为骨料加工厂。当采用天然骨 料时,加工的主要作业是筛分和冲洗:当采用人工骨料时,主要作业是破碎、筛分、冲洗和棒磨制砂。 大中型工程常设置筛分楼,利用楼内安装的2~4套筛、洗机械,专门对骨料进行筛分和冲洗的联合 作业,其设备布置和工艺流程如图10-7所示 1进料皮带机 5筛分楼 分 楼 分 洗砂机))6溜槽层 布 日2出料皮带机 筛分楼布置示意图(尺寸:m;料径:mm) 教师签名 第_7页
教师签名： 第 7 页 图 10-6 当天然砂数量不足时，可采用棒磨机制备人工砂。将小石投入装有钢棒的棒磨机滚筒内，靠滚筒旋转 带动钢棒挤压小石而成砂。 三、骨料加工厂 把骨料破碎、筛分、冲洗、运输和堆放等一系列生产过程集中布置，称为骨料加工厂。当采用天然骨 料时，加工的主要作业是筛分和冲洗；当采用人工骨料时，主要作业是破碎、筛分、冲洗和棒磨制砂。 大中型工程常设置筛分楼，利用楼内安装的 2～4 套筛、洗机械，专门对骨料进行筛分和冲洗的联合 作业，其设备布置和工艺流程如图 10-7 所示
成品9 料堆 7隔墙 成品料堆 进料皮 筛分楼 筛分楼布置示意图(尺寸:m:料径:m 图10-7 进入筛分楼的砂石混合料,首先经过预筛分,剔出粒径大于150m(或120mm)的超径石。经过预筛分 运来的砂石混合料,由皮带机输送至筛分楼,再经过两台筛分机筛分和冲洗,四层筛网(一台筛分机设有 两层不同筛孔的筛网)筛出了五种粒径不同的骨料,即:特大石、大石、中石、小石、砂子,其中特大石 在最上一层筛网上不能过筛,首先被筛分出,砂子、淤泥和冲洗水则通过最下一层筛网进入沉砂箱,砂子 落入洗砂机中,经淘洗后可得到清洁的砂。 经过筛分的各级骨料,分别由皮带机运送到净料堆贮存,以供混凝土制备的需要 四、骨料的堆存 骨料堆存分毛料堆存与成品堆存两种。毛料堆存的作用是调节毛料开采、运输、与加工之间的不均衡 性:成品堆存的作用是调节成品生产、运输和混凝土拌和之间的不均衡性,保证混凝土生产对骨料的需要 (一)骨料堆存方式 1、台阶式料仓 如图10-8,在料仓底部设有出料廊道,骨料通过卸料闸门卸在皮带机上运出。 台阶式料仓 料堆:2廊道:3出料皮带 图10-8 2、堆料机料仓 如图10-9、图10-10,采用双悬臂或动臂堆料机沿土堤上铺设的轨道行驶,沿程向两侧卸料。 教师签名 8页
教师签名： 第 8 页 图 10-7 进入筛分楼的砂石混合料，首先经过预筛分，剔出粒径大于 150mm(或 120mm)的超径石。经过预筛分 运来的砂石混合料，由皮带机输送至筛分楼，再经过两台筛分机筛分和冲洗，四层筛网(一台筛分机设有 两层不同筛孔的筛网)筛出了五种粒径不同的骨料，即：特大石、大石、中石、小石、砂子，其中特大石 在最上一层筛网上不能过筛，首先被筛分出，砂子、淤泥和冲洗水则通过最下一层筛网进入沉砂箱，砂子 落入洗砂机中，经淘洗后可得到清洁的砂。 经过筛分的各级骨料，分别由皮带机运送到净料堆贮存，以供混凝土制备的需要。 四、骨料的堆存 骨料堆存分毛料堆存与成品堆存两种。毛料堆存的作用是调节毛料开采、运输、与加工之间的不均衡 性；成品堆存的作用是调节成品生产、运输和混凝土拌和之间的不均衡性，保证混凝土生产对骨料的需要。 (一)骨料堆存方式 1、台阶式料仓 如图 10-8，在料仓底部设有出料廊道，骨料通过卸料闸门卸在皮带机上运出。 图 10-8 2、堆料机料仓 如图 10-9、图 10-10，采用双悬臂或动臂堆料机沿土堤上铺设的轨道行驶，沿程向两侧卸料
…∷ 双悬臂堆料机料仓 1进料皮带:2梭式皮带:3土堤;4出料皮带 图10-9 动臂堆料机料仓 图10-10 (二)骨料堆存中的质量控制 料堆底部的排水设施应保持完好,尽量使砂子在进入拌和楼前表面含水率降低在5%以下。尽量减少 骨料的转运次数和降低自由跌落高度(一般应控制在3m以内),以防骨料分离和逊径含量过高 教师签名 第_9页
教师签名： 第 9 页 图 10-9 图 10-10 (二)骨料堆存中的质量控制 料堆底部的排水设施应保持完好，尽量使砂子在进入拌和楼前表面含水率降低在 5%以下。尽量减少 骨料的转运次数和降低自由跌落高度(一般应控制在 3m 以内)，以防骨料分离和逊径含量过高